JP2003183882A - 錫めっき付き電子材料 - Google Patents
錫めっき付き電子材料Info
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- JP2003183882A JP2003183882A JP2001377869A JP2001377869A JP2003183882A JP 2003183882 A JP2003183882 A JP 2003183882A JP 2001377869 A JP2001377869 A JP 2001377869A JP 2001377869 A JP2001377869 A JP 2001377869A JP 2003183882 A JP2003183882 A JP 2003183882A
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- plating layer
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 挿入力が低くて済み、はんだ濡れ性が優れ、
さらに長時間加熱後も低接触抵抗であり、特に端子・コ
ネクタ用として好適な錫めっき付き電子材料を提供す
る。 【解決手段】 表面めっき層として厚さ０．４μｍ以上
の錫又は錫合金めっき層を有する銅又は銅合金板条から
なり、さらにその表面に０．０１〜１０ｍｇ／ｄｍ２の
有機潤滑剤皮膜が形成されている錫めっき付き電子材
料。厚い錫又は錫合金めっき層が形成されていても、有
機潤滑剤を塗布することで動摩擦係数０．３５以下が実
現できる。錫又は錫合金めっき層の下地として銅又は銅
合金めっき層を形成し、リフロー処理により銅−錫合金
層を形成してもよい。その場合、錫又は錫合金めっき層
と銅−錫合金層の合計厚さを０．４μｍとする。さらに
その下地としてニッケル又はニッケル合金めっき層を形
成してもよい。
さらに長時間加熱後も低接触抵抗であり、特に端子・コ
ネクタ用として好適な錫めっき付き電子材料を提供す
る。 【解決手段】 表面めっき層として厚さ０．４μｍ以上
の錫又は錫合金めっき層を有する銅又は銅合金板条から
なり、さらにその表面に０．０１〜１０ｍｇ／ｄｍ２の
有機潤滑剤皮膜が形成されている錫めっき付き電子材
料。厚い錫又は錫合金めっき層が形成されていても、有
機潤滑剤を塗布することで動摩擦係数０．３５以下が実
現できる。錫又は錫合金めっき層の下地として銅又は銅
合金めっき層を形成し、リフロー処理により銅−錫合金
層を形成してもよい。その場合、錫又は錫合金めっき層
と銅−錫合金層の合計厚さを０．４μｍとする。さらに
その下地としてニッケル又はニッケル合金めっき層を形
成してもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として自動車・
民生に使用される端子及び端子が多数集合してなる多極
コネクタ等に使用される錫めっき付き電子材料に関し、
特にＰＣＢ端子などのオス、メス端子の嵌合時の挿入力
が低く、はんだ付け性がよく、かつ高温で使用される場
合（エンジンルーム等）においても優れた電気的信頼性
が保持できる端子・コネクタ用に適した錫めっき付き電
子材料に関するものである。
民生に使用される端子及び端子が多数集合してなる多極
コネクタ等に使用される錫めっき付き電子材料に関し、
特にＰＣＢ端子などのオス、メス端子の嵌合時の挿入力
が低く、はんだ付け性がよく、かつ高温で使用される場
合（エンジンルーム等）においても優れた電気的信頼性
が保持できる端子・コネクタ用に適した錫めっき付き電
子材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車等の電線の接続には、銅合金に錫
めっきを施した端子が使用されている。一つ一つの端子
は、オス端子とメス端子の組み合わせの嵌合型接続端子
からなっている。これらが複数個集合したコネクタを多
極端子という。近年、自動車の電装化が進むなかで、こ
のようなコネクタの極数、すなわち、一つのコネクタ中
の端子数は増加している。端子数が増加すると挿入力が
大きくなり、実装に道具が必要になったり、人が挿入す
る場合でも大きな力を必要とするようになったり、その
組み立て作業の効率を低下させる原因になる。このた
め、極数が増加しても、挿入力が従来よりも大きくなら
ないように、低挿入力の端子が要求されている。
めっきを施した端子が使用されている。一つ一つの端子
は、オス端子とメス端子の組み合わせの嵌合型接続端子
からなっている。これらが複数個集合したコネクタを多
極端子という。近年、自動車の電装化が進むなかで、こ
のようなコネクタの極数、すなわち、一つのコネクタ中
の端子数は増加している。端子数が増加すると挿入力が
大きくなり、実装に道具が必要になったり、人が挿入す
る場合でも大きな力を必要とするようになったり、その
組み立て作業の効率を低下させる原因になる。このた
め、極数が増加しても、挿入力が従来よりも大きくなら
ないように、低挿入力の端子が要求されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】錫めっき端子は、錫め
っきを薄く制限することにより挿入力が低下する。しか
し、最近は電装品をエンジンルーム内に設置する計画が
進み、エンジンルーム系の雰囲気環境では１２０℃から
１６０℃に長時間さらされるため、錫めっきを薄くする
と銅又は銅合金母材から銅及び合金元素が拡散し、端子
の接触抵抗増加や耐食性の低下等の問題が出てくる。ま
た、特にはんだ濡れ性の要求されるＰＣＢ用オス端子等
においても、低挿入力化の要求が強まっているが、錫め
っきを薄くした場合には、はんだ濡れ性が低下するた
め、電線とのはんだ付けが必要なオス端子には適用でき
ないという問題があった
っきを薄く制限することにより挿入力が低下する。しか
し、最近は電装品をエンジンルーム内に設置する計画が
進み、エンジンルーム系の雰囲気環境では１２０℃から
１６０℃に長時間さらされるため、錫めっきを薄くする
と銅又は銅合金母材から銅及び合金元素が拡散し、端子
の接触抵抗増加や耐食性の低下等の問題が出てくる。ま
た、特にはんだ濡れ性の要求されるＰＣＢ用オス端子等
においても、低挿入力化の要求が強まっているが、錫め
っきを薄くした場合には、はんだ濡れ性が低下するた
め、電線とのはんだ付けが必要なオス端子には適用でき
ないという問題があった
【０００４】本発明は上記の問題点に鑑みなされたもの
で、挿入力の低下、はんだ濡れ性確保、さらに長時間加
熱後の電気的信頼性（低接触抵抗）に優れ、特に端子・
コネクタ用として好適な錫めっき付き電子材料を提供す
ることを目的とする。
で、挿入力の低下、はんだ濡れ性確保、さらに長時間加
熱後の電気的信頼性（低接触抵抗）に優れ、特に端子・
コネクタ用として好適な錫めっき付き電子材料を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、挿入力低
減とはんだ濡れ性の両立という、従来の錫めっき付き銅
合金板条では不可能な問題を解決するために鋭意研究
し、錫めっき表面に潤滑性を有する有機物を適量形成す
ることによりこれらが両立できることを見出した。本発
明はその知見に基づいてなされたものである。すなわ
ち、本発明に係る錫めっき付き電子材料は、表面めっき
層として厚さ０．４μｍ以上の錫又は錫合金めっき層を
有する銅又は銅合金板条からなり、さらにその表面に
０．０１〜１０ｍｇ／ｄｍ２の有機潤滑剤皮膜が形成さ
れていることを特徴とする。上記銅又は銅合金板条にお
いて、有機潤滑剤皮膜を０．０１〜１０ｍｇ／ｄｍ ２の
付着量（質量）で塗布することにより、前記錫又は錫合
金めっき層の厚さが０．４μｍ以上と厚くても挿入力を
低下させることができ、しかも電気的信頼性を阻害しな
い。また、錫又は錫合金めっき層の厚さが０．４μｍ以
上であればはんだ濡れ性が優れている。
減とはんだ濡れ性の両立という、従来の錫めっき付き銅
合金板条では不可能な問題を解決するために鋭意研究
し、錫めっき表面に潤滑性を有する有機物を適量形成す
ることによりこれらが両立できることを見出した。本発
明はその知見に基づいてなされたものである。すなわ
ち、本発明に係る錫めっき付き電子材料は、表面めっき
層として厚さ０．４μｍ以上の錫又は錫合金めっき層を
有する銅又は銅合金板条からなり、さらにその表面に
０．０１〜１０ｍｇ／ｄｍ２の有機潤滑剤皮膜が形成さ
れていることを特徴とする。上記銅又は銅合金板条にお
いて、有機潤滑剤皮膜を０．０１〜１０ｍｇ／ｄｍ ２の
付着量（質量）で塗布することにより、前記錫又は錫合
金めっき層の厚さが０．４μｍ以上と厚くても挿入力を
低下させることができ、しかも電気的信頼性を阻害しな
い。また、錫又は錫合金めっき層の厚さが０．４μｍ以
上であればはんだ濡れ性が優れている。
【０００６】また、本発明に係る錫めっき付き電子材料
は、表面めっき層として錫又は錫合金めっき層とその下
に熱処理により形成された銅−錫合金層を有する銅又は
銅合金板条からなり、前記錫又は錫合金めっき層と銅−
錫合金層の合計厚さが０．４μｍ以上であり、さらにそ
の表面に０．０１〜１０ｍｇ／ｄｍ２の有機潤滑剤皮膜
が形成されていることを特徴とする。あるいは表面めっ
き層としてさらに当該銅−錫合金層の下にニッケル又は
ニッケル合金めっき層を有することができる。前記銅−
錫合金層は、錫又は錫合金めっき層と当該錫又は錫合金
めっき層の下に形成した銅又は銅合金めっき層がリフロ
ー処理等の熱処理により相互に拡散して形成されるもの
で、全部又は大部分が銅−錫金属間化合物のη相からな
る。錫合金めっき層又は銅合金めっき層を形成した場合
は、銅−錫合金層はＣｕ、Ｓｎ以外の元素を含むことに
なる。この場合も、有機潤滑剤皮膜を０．０１〜１０ｍ
ｇ／ｄｍ２の付着量（質量）で塗布することにより、前
記錫又は錫合金めっき層及び銅−錫合金層の合計厚さが
０．４μｍ以上と厚くても挿入力を低下させることがで
き、しかも電気的信頼性を阻害しない。また、錫又は錫
合金めっき層及び銅−錫合金層の合計厚さが０．４μｍ
以上であればはんだ濡れ性が優れている。
は、表面めっき層として錫又は錫合金めっき層とその下
に熱処理により形成された銅−錫合金層を有する銅又は
銅合金板条からなり、前記錫又は錫合金めっき層と銅−
錫合金層の合計厚さが０．４μｍ以上であり、さらにそ
の表面に０．０１〜１０ｍｇ／ｄｍ２の有機潤滑剤皮膜
が形成されていることを特徴とする。あるいは表面めっ
き層としてさらに当該銅−錫合金層の下にニッケル又は
ニッケル合金めっき層を有することができる。前記銅−
錫合金層は、錫又は錫合金めっき層と当該錫又は錫合金
めっき層の下に形成した銅又は銅合金めっき層がリフロ
ー処理等の熱処理により相互に拡散して形成されるもの
で、全部又は大部分が銅−錫金属間化合物のη相からな
る。錫合金めっき層又は銅合金めっき層を形成した場合
は、銅−錫合金層はＣｕ、Ｓｎ以外の元素を含むことに
なる。この場合も、有機潤滑剤皮膜を０．０１〜１０ｍ
ｇ／ｄｍ２の付着量（質量）で塗布することにより、前
記錫又は錫合金めっき層及び銅−錫合金層の合計厚さが
０．４μｍ以上と厚くても挿入力を低下させることがで
き、しかも電気的信頼性を阻害しない。また、錫又は錫
合金めっき層及び銅−錫合金層の合計厚さが０．４μｍ
以上であればはんだ濡れ性が優れている。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明において、錫又は錫合金め
っき層の厚さ（銅−錫合金層がある場合は錫又は錫合金
めっき層と銅−錫合金層の合計厚さ）は、はんだ濡れ性
や耐食性を確保するため０．４μｍ以上とする必要があ
る。より好ましくは０．７μｍ以上である。錫又は錫合
金めっき層は厚いほどはんだ濡れは良くなるが、余り厚
くなると有機潤滑剤を塗布しても挿入力が高くなるため
２．０μｍ以下が望ましい。錫又は錫合金めっき層の厚
みが０．４μｍより薄いと、急激にはんだ濡れ性が低下
するとともに、亜硫酸ガス腐食環境下において母材に至
る腐食が発生し得るという問題があり好ましくない。
っき層の厚さ（銅−錫合金層がある場合は錫又は錫合金
めっき層と銅−錫合金層の合計厚さ）は、はんだ濡れ性
や耐食性を確保するため０．４μｍ以上とする必要があ
る。より好ましくは０．７μｍ以上である。錫又は錫合
金めっき層は厚いほどはんだ濡れは良くなるが、余り厚
くなると有機潤滑剤を塗布しても挿入力が高くなるため
２．０μｍ以下が望ましい。錫又は錫合金めっき層の厚
みが０．４μｍより薄いと、急激にはんだ濡れ性が低下
するとともに、亜硫酸ガス腐食環境下において母材に至
る腐食が発生し得るという問題があり好ましくない。
【０００８】本発明において、有機潤滑剤皮膜の塗布量
を０．０１〜１０ｍｇ／ｄｍ２とするのは、有機潤滑剤
皮膜を形成しても０．０１ｍｇ／ｄｍ２以下では挿入力
を下げる効果がなく、一方、１０ｍｇ／ｄｍ２を超える
と接触抵抗が高くなるためである。この上限値を越えて
塗布しても、上記のように錫又は錫合金めっき層が厚く
形成された銅又は銅合金板条に対し挿入力を低減する作
用を有しないものは、本発明でいう有機潤滑剤に該当し
ない。具体的には、錫又は錫合金めっき層の厚さ（銅−
錫合金層がある場合は錫又は錫合金めっき層と銅−錫合
金層の合計厚さ）が０．４μｍ以上の銅又は銅合金板条
に対し、１０ｍｇ／ｄｍ２以下の塗布量で動摩擦係数
０．３５以下を実現できることが望ましい。
を０．０１〜１０ｍｇ／ｄｍ２とするのは、有機潤滑剤
皮膜を形成しても０．０１ｍｇ／ｄｍ２以下では挿入力
を下げる効果がなく、一方、１０ｍｇ／ｄｍ２を超える
と接触抵抗が高くなるためである。この上限値を越えて
塗布しても、上記のように錫又は錫合金めっき層が厚く
形成された銅又は銅合金板条に対し挿入力を低減する作
用を有しないものは、本発明でいう有機潤滑剤に該当し
ない。具体的には、錫又は錫合金めっき層の厚さ（銅−
錫合金層がある場合は錫又は錫合金めっき層と銅−錫合
金層の合計厚さ）が０．４μｍ以上の銅又は銅合金板条
に対し、１０ｍｇ／ｄｍ２以下の塗布量で動摩擦係数
０．３５以下を実現できることが望ましい。
【０００９】本発明で用い得る有機潤滑剤として、分子
量１００以上の高分子有機物や極性を持つ有機物が望ま
しい。具体的には、高分子有機物としてポリオレフィ
ン、ポリグリコール、ポリフェニルエーテル、ジエステ
ルがある。例えばポリブテン、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、フェノキシベンゼン、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ジオクチルセバ
ケート、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトー
ル、環状ナフテン系炭化水素（シクロヘキシルオクタ
ン）、芳香族系炭化水素（フェニルオクタン）などがあ
る。極性を持つ有機物として、脂肪酸、脂肪酸エステ
ル、アミン系、アルコール類などがある。例えばカプリ
ル酸、ラウリル酸、アルケニルコハク酸エステル、カプ
リル酸エステル、ジメチルエタノールアミン、プロパギ
ルアルコールなどがある。極性を持つ有機物のみでは、
充分な挿入力の低減効果が得られない場合は、高分子有
機物と混合して潤滑剤皮膜とすることも有効である。一
方、リン酸エステルや亜リン酸エステル、例えばリン酸
ジフェニルや亜リン酸ジフェニルは、上限値を越える塗
布量でも挿入力を低下させるほどの潤滑作用をもたず、
接触抵抗を高くしてしまう。
量１００以上の高分子有機物や極性を持つ有機物が望ま
しい。具体的には、高分子有機物としてポリオレフィ
ン、ポリグリコール、ポリフェニルエーテル、ジエステ
ルがある。例えばポリブテン、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、フェノキシベンゼン、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ジオクチルセバ
ケート、ネオペンチルグリコール、ペンタエリスリトー
ル、環状ナフテン系炭化水素（シクロヘキシルオクタ
ン）、芳香族系炭化水素（フェニルオクタン）などがあ
る。極性を持つ有機物として、脂肪酸、脂肪酸エステ
ル、アミン系、アルコール類などがある。例えばカプリ
ル酸、ラウリル酸、アルケニルコハク酸エステル、カプ
リル酸エステル、ジメチルエタノールアミン、プロパギ
ルアルコールなどがある。極性を持つ有機物のみでは、
充分な挿入力の低減効果が得られない場合は、高分子有
機物と混合して潤滑剤皮膜とすることも有効である。一
方、リン酸エステルや亜リン酸エステル、例えばリン酸
ジフェニルや亜リン酸ジフェニルは、上限値を越える塗
布量でも挿入力を低下させるほどの潤滑作用をもたず、
接触抵抗を高くしてしまう。
【００１０】なお、有機潤滑剤皮膜の塗布量が１０ｍｇ
／ｄｍ２以下であればはんだ濡れ性を特に阻害すること
はないが、より厳しいはんだ濡れ性が要求される場合は
１ｍｇ／ｄｍ２以下が好ましく、一方、一層の挿入力低
減が要求される場合は０．１ｍｇ／ｄｍ２以上が好まし
い。従って、有機潤滑剤皮膜の塗布量は、より好ましく
は０．１〜１ｍｇ／ｄｍ２である。銅又は銅合金板条の
表面めっき層の表面に潤滑剤皮膜を形成するには、例え
ばロールコーターや噴霧により塗布すればよい。
／ｄｍ２以下であればはんだ濡れ性を特に阻害すること
はないが、より厳しいはんだ濡れ性が要求される場合は
１ｍｇ／ｄｍ２以下が好ましく、一方、一層の挿入力低
減が要求される場合は０．１ｍｇ／ｄｍ２以上が好まし
い。従って、有機潤滑剤皮膜の塗布量は、より好ましく
は０．１〜１ｍｇ／ｄｍ２である。銅又は銅合金板条の
表面めっき層の表面に潤滑剤皮膜を形成するには、例え
ばロールコーターや噴霧により塗布すればよい。
【００１１】本発明は、従来から使われている電子材料
用銅又は銅合金板条に適用できる。表面めっき層とし
て、耐食性及び耐熱性向上のためニッケル又はニッケル
合金めっき層を形成する場合、厚さは０．１〜１．０μ
ｍが望ましい。また、高温放置後の電気特性向上のため
中間銅又は銅合金めっき層を形成する場合、厚さは０．
１〜０．３μｍが望ましい。
用銅又は銅合金板条に適用できる。表面めっき層とし
て、耐食性及び耐熱性向上のためニッケル又はニッケル
合金めっき層を形成する場合、厚さは０．１〜１．０μ
ｍが望ましい。また、高温放置後の電気特性向上のため
中間銅又は銅合金めっき層を形成する場合、厚さは０．
１〜０．３μｍが望ましい。
【００１２】さらに、錫又は錫合金めっき層のウイスカ
防止のため、２３０℃〜６００℃で３〜３０秒間の熱処
理、具体的にはリフロー処理を施すことができる。中間
銅又は銅合金めっき層を形成した場合、このリフロー処
理により銅−錫合金層が形成されるが、銅又は銅合金め
っき層は錫又は錫合金めっき層との相互拡散により、す
べて銅−錫合金層となるのが望ましい。なお、リフロー
処理等の熱処理を行う場合、熱拡散によるめっき界面で
のボイド発生を防止するため、銅合金板条の組成とし
て、中間銅又は銅合金めっき層を形成する場合は、錫及
び／又は亜鉛を含むことが望ましく、さらに下地ニッケ
ル又はニッケル合金めっき層を形成する場合は、ニッケ
ルと錫及び／又は亜鉛を含むことが望ましい。
防止のため、２３０℃〜６００℃で３〜３０秒間の熱処
理、具体的にはリフロー処理を施すことができる。中間
銅又は銅合金めっき層を形成した場合、このリフロー処
理により銅−錫合金層が形成されるが、銅又は銅合金め
っき層は錫又は錫合金めっき層との相互拡散により、す
べて銅−錫合金層となるのが望ましい。なお、リフロー
処理等の熱処理を行う場合、熱拡散によるめっき界面で
のボイド発生を防止するため、銅合金板条の組成とし
て、中間銅又は銅合金めっき層を形成する場合は、錫及
び／又は亜鉛を含むことが望ましく、さらに下地ニッケ
ル又はニッケル合金めっき層を形成する場合は、ニッケ
ルと錫及び／又は亜鉛を含むことが望ましい。
【００１３】
【実施例】＜供試材の作成条件＞銅合金母材として、厚
さ０．３０ｍｍの板材（Ｃｕ−１．８質量％Ｎｉ−０．
４質量％Ｓｉ−１．１質量％Ｚｎ−０．１質量％Ｓｎ−
０．０１質量％Ｍｇ）を用い、表面めっき層を種々の構
成（錫めっきのみ、下地銅めっきと錫めっき、下地ニッ
ケルめっきと中間銅めっきと錫めっき）で施した。ニッ
ケルめっき、銅めっき及び錫めっきのめっき浴を表１〜
３に、各めっき層の構成及び厚さを表４及び表５に示
す。
さ０．３０ｍｍの板材（Ｃｕ−１．８質量％Ｎｉ−０．
４質量％Ｓｉ−１．１質量％Ｚｎ−０．１質量％Ｓｎ−
０．０１質量％Ｍｇ）を用い、表面めっき層を種々の構
成（錫めっきのみ、下地銅めっきと錫めっき、下地ニッ
ケルめっきと中間銅めっきと錫めっき）で施した。ニッ
ケルめっき、銅めっき及び錫めっきのめっき浴を表１〜
３に、各めっき層の構成及び厚さを表４及び表５に示
す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
【表３】
【００１７】
【表４】
【００１８】
【表５】
【００１９】なお、各供試材の各めっき層厚さは下記要
領で測定した。 ［錫めっき層及びニッケルめっき層厚さ測定］蛍光Ｘ線
膜厚計（セイコー電子工業株式会社；型式ＳＦＴ１５６
Ａ）を用いて測定した。 ［Ｃｕ厚さ測定］ミクロトーム法にて加工した供試材の
断面をＳＥＭ観察し、画像解析処理により平均厚さとし
て算出した。
領で測定した。 ［錫めっき層及びニッケルめっき層厚さ測定］蛍光Ｘ線
膜厚計（セイコー電子工業株式会社；型式ＳＦＴ１５６
Ａ）を用いて測定した。 ［Ｃｕ厚さ測定］ミクロトーム法にて加工した供試材の
断面をＳＥＭ観察し、画像解析処理により平均厚さとし
て算出した。
【００２０】続いて、各板材に対しリフロー処理を施し
た。このリフロー処理により、銅めっき層は銅−錫合金
層となって消滅する。なお、リフロー処理後の銅−錫合
金層と残留した錫めっき層の合計厚さは、前記蛍光Ｘ線
膜厚計で測定すると、リフロー処理前の銅めっき層と錫
めっき層の合計厚さにほぼ等しい。その後、各板材に対
し、表４及び表５に示す有機物を１０ｖｏｌ％（Ｎｏ．
６、７は５０ｖｏｌ％）含むノルマルウンデカン溶剤
（直鎖炭化水素系溶剤）を噴霧し、有機物を表面に付着
させ、供試材（Ｎｏ．１〜１９）とした。ノルマルウン
デカン自体は蒸発速度が速く、すぐに飛んで乾燥する。
有機物の付着量は溶剤中の有機物の濃度により制御し
た。
た。このリフロー処理により、銅めっき層は銅−錫合金
層となって消滅する。なお、リフロー処理後の銅−錫合
金層と残留した錫めっき層の合計厚さは、前記蛍光Ｘ線
膜厚計で測定すると、リフロー処理前の銅めっき層と錫
めっき層の合計厚さにほぼ等しい。その後、各板材に対
し、表４及び表５に示す有機物を１０ｖｏｌ％（Ｎｏ．
６、７は５０ｖｏｌ％）含むノルマルウンデカン溶剤
（直鎖炭化水素系溶剤）を噴霧し、有機物を表面に付着
させ、供試材（Ｎｏ．１〜１９）とした。ノルマルウン
デカン自体は蒸発速度が速く、すぐに飛んで乾燥する。
有機物の付着量は溶剤中の有機物の濃度により制御し
た。
【００２１】各供試材について、下記要領にて有機物付
着量の測定と、動摩擦係数測定試験、高温放置後の接触
抵抗の測定試験及びはんだ濡れ性試験を行った。その結
果を表４及び表５にあわせて示す。 ［有機物付着量］材料に付着した有機物を四塩化炭素に
抽出し、有機物量を測定した。
着量の測定と、動摩擦係数測定試験、高温放置後の接触
抵抗の測定試験及びはんだ濡れ性試験を行った。その結
果を表４及び表５にあわせて示す。 ［有機物付着量］材料に付着した有機物を四塩化炭素に
抽出し、有機物量を測定した。
【００２２】［動摩擦係数測定］嵌合型端子の接点部の
形状を模擬し、図１に示すように、供試材から切り出し
た板状のオス試験片１を水平な台２に固定し、その上に
供試材を内径１．５ｍｍで半球加工したメス試験片３を
置いてめっき面同士を接触させ、メス試験片３に３Ｎの
荷重（錘４）をかけてオス試験片１を押さえ、横型荷重
測定器（アイコーエンジニアリング株式会社製Ｍｏｄｅ
ｌ−２１５２）を用いて、オス試験片１を水平方向に引
っ張り（摺動速度を８０ｍｍ／ｍｉｎ）、摺動距離５ｍ
ｍまでの最大摩擦力Ｆを測定した。摩擦係数を下記式
（１）により求めた。なお、５はロードセル、矢印は摺
動方向である。 摩擦係数＝Ｆ／Ｐ・・・・(1) なお、現行錫めっき厚さ１μｍの銅合金材料（Ｎｏ．１
１）の動摩擦係数が０．５３であり、それを１／３以上
低減させた摩擦係数０．３５以下を○と評価し、１／５
以上低減させた摩擦係数０．３５超〜０．４３を△と
し、０．４３を超えた場合を×と評価した。
形状を模擬し、図１に示すように、供試材から切り出し
た板状のオス試験片１を水平な台２に固定し、その上に
供試材を内径１．５ｍｍで半球加工したメス試験片３を
置いてめっき面同士を接触させ、メス試験片３に３Ｎの
荷重（錘４）をかけてオス試験片１を押さえ、横型荷重
測定器（アイコーエンジニアリング株式会社製Ｍｏｄｅ
ｌ−２１５２）を用いて、オス試験片１を水平方向に引
っ張り（摺動速度を８０ｍｍ／ｍｉｎ）、摺動距離５ｍ
ｍまでの最大摩擦力Ｆを測定した。摩擦係数を下記式
（１）により求めた。なお、５はロードセル、矢印は摺
動方向である。 摩擦係数＝Ｆ／Ｐ・・・・(1) なお、現行錫めっき厚さ１μｍの銅合金材料（Ｎｏ．１
１）の動摩擦係数が０．５３であり、それを１／３以上
低減させた摩擦係数０．３５以下を○と評価し、１／５
以上低減させた摩擦係数０．３５超〜０．４３を△と
し、０．４３を超えた場合を×と評価した。
【００２３】［高温放置後の接触抵抗測定］供試材に対
し大気中にて１６０℃×１２０ｈｒの熱処理を行った
後、接触抵抗を四端子法により、解放電圧２０ｍＶ、電
流１０ｍＡ、摺動ありの条件にて測定した。接触抵抗３
ｍΩ以下を○と評価し、３ｍΩを超えた場合を×と評価
した。 ［はんだ濡れ性］試験片を１０ｍｍ幅に切り出し、不活
性フラックスを用いて、２４５℃の共晶はんだに浸漬
し、はんだ濡れ時間を測定した。はんだゼロクロスタイ
ムが３秒以下を○と評価し、３秒を超えた場合を×と評
価した。
し大気中にて１６０℃×１２０ｈｒの熱処理を行った
後、接触抵抗を四端子法により、解放電圧２０ｍＶ、電
流１０ｍＡ、摺動ありの条件にて測定した。接触抵抗３
ｍΩ以下を○と評価し、３ｍΩを超えた場合を×と評価
した。 ［はんだ濡れ性］試験片を１０ｍｍ幅に切り出し、不活
性フラックスを用いて、２４５℃の共晶はんだに浸漬
し、はんだ濡れ時間を測定した。はんだゼロクロスタイ
ムが３秒以下を○と評価し、３秒を超えた場合を×と評
価した。
【００２４】表４に示すように、表面めっき層構成が本
発明の規定範囲内にあるＮｏ．１〜７は、いずれも動摩
擦係数が０．３５以下、高温放置後の接触抵抗が３ｍΩ
以下であり、かつはんだ濡れ性に優れている。一方、表
５に示すように、錫めっき層の薄いＮｏ．８とＮｏ．９
ははんだ濡れ性が悪い。有機物の付着がないか、付着量
が少ないＮｏ．１０〜Ｎｏ．１６は潤滑効果が弱く、動
摩擦係数が低下しない。なお、Ｎｏ．１３〜Ｎｏ．１６
に示す有機物は十分な付着量が得られなかった。Ｎｏ．
１７〜Ｎｏ．１９は有機物付着量が過剰で、接触抵抗が
高くなっていた。
発明の規定範囲内にあるＮｏ．１〜７は、いずれも動摩
擦係数が０．３５以下、高温放置後の接触抵抗が３ｍΩ
以下であり、かつはんだ濡れ性に優れている。一方、表
５に示すように、錫めっき層の薄いＮｏ．８とＮｏ．９
ははんだ濡れ性が悪い。有機物の付着がないか、付着量
が少ないＮｏ．１０〜Ｎｏ．１６は潤滑効果が弱く、動
摩擦係数が低下しない。なお、Ｎｏ．１３〜Ｎｏ．１６
に示す有機物は十分な付着量が得られなかった。Ｎｏ．
１７〜Ｎｏ．１９は有機物付着量が過剰で、接触抵抗が
高くなっていた。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、はんだ濡れ性を確保し
たうえで、挿入力を低く抑え、かつ高温雰囲気下におい
ても電気的信頼性（低接触抵抗）を維持できる嵌合型端
子用材料を得ることができる。従って、例えば自動車等
において多極コネクタに使用した場合、オス、メス端子
の嵌合時の挿入力が低く、組み立て作業を効率よく行う
ことができ、高温で使用される場合（エンジンルーム
等）においても優れた電気的信頼性が保持できる。そし
て、はんだ濡れ性に優れるため、はんだ付けを必要とす
るオス端子として特に優れた特性を示す。
たうえで、挿入力を低く抑え、かつ高温雰囲気下におい
ても電気的信頼性（低接触抵抗）を維持できる嵌合型端
子用材料を得ることができる。従って、例えば自動車等
において多極コネクタに使用した場合、オス、メス端子
の嵌合時の挿入力が低く、組み立て作業を効率よく行う
ことができ、高温で使用される場合（エンジンルーム
等）においても優れた電気的信頼性が保持できる。そし
て、はんだ濡れ性に優れるため、はんだ付けを必要とす
るオス端子として特に優れた特性を示す。
【図１】 摩擦係数測定治具の概念図である。
１ オス試験片
２ 台
３ メス試験片
４ 錘
５ ロードセル
フロントページの続き
(72)発明者 尾▲崎▼ 良一
山口県下関市長府港町14番１号 株式会社
神戸製鋼所長府製造所内
(72)発明者 林 貞雄
山口県下関市長府港町14番１号 株式会社
神戸製鋼所長府製造所内
(72)発明者 川口 雅弘
山口県下関市長府港町14番１号 株式会社
神戸製鋼所長府製造所内
Ｆターム(参考） 4K024 AA03 AA07 AB01 AB02 BA09
BB10 CA01 DB01 DB10 GA16
4K044 AA06 AB10 BA06 BA10 BA21
BB03 BB04 BC01 BC08 CA18
CA42 CA53
Claims (4)
- 【請求項１】 表面めっき層として厚さ０．４μｍ以上
の錫又は錫合金めっき層を有する銅又は銅合金板条から
なり、さらにその表面に０．０１〜１０ｍｇ／ｄｍ２の
有機潤滑剤皮膜が形成されていることを特徴とする錫め
っき付き電子材料。 - 【請求項２】 表面めっき層として錫又は錫合金めっき
層とその下に熱処理により形成された銅−錫合金層を有
する銅又は銅合金板条からなり、前記錫又は錫合金めっ
き層と銅−錫合金層の合計厚さが０．４μｍ以上であ
り、さらにその表面に０．０１〜１０ｍｇ／ｄｍ２の有
機潤滑剤皮膜が形成されていることを特徴とする錫めっ
き付き電子材料。 - 【請求項３】 表面めっき層として前記銅−錫合金層の
下にニッケルめっき層を有することを特徴とする請求項
２に記載された錫めっき付き電子材料。 - 【請求項４】 動摩擦係数が０．３５以下であることを
特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された錫めっ
き付き電子材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001377869A JP2003183882A (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | 錫めっき付き電子材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001377869A JP2003183882A (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | 錫めっき付き電子材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003183882A true JP2003183882A (ja) | 2003-07-03 |
Family
ID=27590826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001377869A Pending JP2003183882A (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | 錫めっき付き電子材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003183882A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2007035414A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Toshiba Corp | プリント回路配線基板、及び電子機器 |
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| JP2013076122A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Dowa Metaltech Kk | Ｓｎめっき材およびその製造方法 |
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| EP4397791A1 (en) * | 2022-12-13 | 2024-07-10 | Tyco Electronics (Suzhou) Ltd. | Coating structure comprising graphite composite and preparation method |
-
2001
- 2001-12-11 JP JP2001377869A patent/JP2003183882A/ja active Pending
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